拉擠成型工藝參數的監控
一、國外玻璃鋼拉擠成型工藝概況 隨著玻璃鋼拉擠製品應用領域不斷擴大，國外拉擠製品的規格品種也越來越多。目前除L型、O型、U型、平板型、中空或實芯等標準拉擠製品形狀外，還可生產出根據客戶所要求的各種異形結構。有些多孔腔製品的芯材，現在也已實現標準化了。拉擠複合材料製品的尺寸，小的只有幾個平方毫米，大的如橋樑橋面用的拉擠製品，可達幾十平方米。 玻璃鋼拉擠成型工藝所使用的增強材料品種也很多，如玻璃纖維無撚粗紗、氈、薄布或玻纖織物，碳纖維、芳綸纖維以及它們的織物等。拉擠成型所使用的基體樹脂材料，有熱塑性樹脂和熱固性樹脂兩大類。聚酯樹脂、環氧樹脂、乙烯基酯樹脂和酚醛樹脂等熱固性樹脂，常用於批量較大的拉擠製品的生產；而熱塑性樹脂基體，正處於開發生產的階段。 目前，水準拉擠的標準型設備，一般為20~30m長，最大寬度約1.5m。這種標準型設備生產線進入端系一玻璃纖維的供紗庫，其後是經乾燥的或預熱過的玻璃纖維紗，經過熱固性樹脂的浸膠槽，在模具內成型，加熱後固化。 通常，在成型模具和拉引器之間有一個比較長的距離，玻璃鋼製品可以在該段距離內，完成固化過程並逐漸冷卻。生產線上使用夾具夾住製品從拉擠模具中，把玻璃鋼製品拉引出來。最後由切割機，把拉擠製品切割成定長製品。 二、玻璃鋼拉擠成型的工序及其控制參數 玻璃鋼拉擠成型工藝，共有8道工序：紡撚、預浸漬、加熱、製品固化及尺寸的校準測量、冷卻、拉引和切割。通常，各個工序都有一個可在一定範圍內調整的工藝參數。這些工藝參數，有些可以通過拉擠設備直接進行調整，例如模具的溫度、拉引的速度等。但另有些工藝參數，例如拉擠製品的溫度、受力狀況、樹脂的粘度等，則不能夠直接通過設備進行調整。 顯然，所有的工藝參數都將對拉擠製品的品質，包括機械性能和光學性能等，產生一定的影響。其中最主要的工序，是預浸漬、模塑成型和固化等三道工序。必須指出的是，某一個工序的工藝參數，將對其他工序產生一定的影響，例如拉引速度的快慢，就將對上述三個主要工序產生一定的影響。 由於拉擠成型工藝參數這種相互影響的結果，因而至今尚不可能建立起一套切實可行的工藝模型，以期達到拉擠產品品質的預定的目標。 三、玻璃鋼拉擠工藝參數控制元件 如上所述，由於熱固性樹脂拉擠工藝參數條件，受其在成型模具內發生的一些複雜因素所制約，並且還要受制於其他工藝參數之間的相互影響，因此在拉擠成型時，原材料中發生的聚合反應，也比較難以進行精確地預測。 目前，玻璃鋼拉擠模中常用的監測控制傳感元件有：溫度感測器，壓力感測器和介電感測器等三種上述這些感測器，首先必須要解決好耐拉擠磨損的問題。另外，拉擠模的溫度、玻璃纖維的體積含量，以及拉引速度的快慢等，也均將會對拉擠成型工藝參數感測器產生一定的影響。 目前常用的玻璃鋼拉擠成型設備上，所採用的溫度檢測傳感元件，經常在沿纖維的方向，並放置於成型模內的表面部位；而壓力檢測傳感元件，則經常放置在拉擠模的入口處及模具的中間位置（通常拉擠模的長度約為1000mm）。這種張力式壓力傳感元件的表面，往往塗有鉻層，以提高它對耐玻璃纖維拉擠磨損的性能。 拉擠成型設備中使用的介電傳感元件，有薄膜式和固定陶瓷式等兩種。這種介電傳感元件的基本原理，主要是在兩塊極板之間，以高聚物作為介質，當處於交變電場中，高聚物分子將發生移動。由於交變頻率的改變，高聚物分子量的大小（也可表示為聚合度的大小），粘度，以及電導率等性能考參數，也將會發生變化。也就是說，高聚物的粘度越低，電導率就越高，其電阻值就越小。 薄膜式介電感測器，是隨玻璃纖維一起從模具腔內拉引而出，製品固化後感測器仍將留在其中，因此只能使用一次，在工業化批量生產時不太適用。固定式介電感測器是屬於雙板電容器類型的一種感測器。感測器將作為其中的一個極板，而另一個極板則就是模具的本身。但Index 薄膜式感測器本身，就裝有兩塊板極。它們板片之間的排列，類似於印刷電路板的結構。 由於它們結構上的不同，因此，上述這兩種介電感測器的電導性能，尚不能進行直接的比較。
